一种蓄热式热解反应器制造技术

本发明专利技术提供了一种蓄热式热解反应器,包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中：双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀；热解气出气系统包括：多个热解气出口、管路以及热解气导出口；蓄热体设置在蓄热式热解反应器的外壁上，蓄热体中心设有燃气烧嘴；蓄热式热解反应器外壁与热解室的侧壁之间形成密闭通道，密闭通道与辐射管连通。该反应器利用蓄热式辐射管作为加热源，采取外热内热结合布置方式，使系统结构和热解工艺简单，同时，多层布置的辐射管，调温方便、控温准确，有利于实现热解目标产物的调整，既能处理粉状原料，也能处理块状原料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于含碳物质的热解处理
，具体涉及一种主要针对低阶煤、生物质、油页岩、废旧轮胎、污泥等含碳物质的新型蓄热式热解反应器，用于提取焦油、可燃气和半焦产品。
技术介绍
我国拥有丰富的含碳的低品位能源和废弃物资源，主要包括低阶煤、生物质、油页岩、废旧轮胎、污泥等，这些物质很多没有得到充分有效的利用。热解的定义是指无氧的环境下，有机含碳物质在高温下的分解反应，可以生成油气产品，是对含碳物质的一种有效处理方法，能为我国能源需求提供有力的补充。目前的热解反应器主要包括内热式、外热式及混合加热式，根据热载体分类可以分为气体热载体、固体热载体及无热载体反应器。内热式热解反应器由于要采取气体或固体热载体进行加热，涉及的工艺流程长，设备复杂，所以系统的连续和稳定性差；而外热式热解反应器采取外壁传热，虽然工艺简单，但存在效率低，规模小缺点。另外单一的热解反应器要不只能处理粉状原料，要不只能处理块状原料，原料适用范围小。因此，如何设计一种结构和工艺流程简单、控温准确且原料粒径利用范围广的热解反应器成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，设计并开发出一种新型的蓄热式热解反应器，利用蓄热式辐射管作为加热源，采取外热内热结合布置方式，使系统结构简单、调温方便，有利于实现热解目标产物的调整，并采取模块化组合方式设计，处理规模可以大型化，提高系统热效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种蓄热式热解反应器。根据本专利技术的实施例，该反应器包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中：所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀；所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上的、位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中：所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过所述热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接。专利技术人发现，根据本专利技术实施例的热解反应器，利用蓄热式辐射管作为加热源，采取外热内热结合布置方式，使系统结构和热解工艺简单，提高了系统可靠性，同时，多层布置的辐射管，调温方便、控温准确，有利于实现热解目标产物的调整，并采取模块化组合方式设计，处理规模可以大型化，提高系统热效率。此外，热解反应器的原料粒径利用范围广，既能处理粉状原料，也能处理块状原料。根据本专利技术的实施例，所述蓄热式热解反应器为立式炉结构。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置，每层包括左右对称的位于所述辐射管两端的两个蓄热体。根据本专利技术的实施例，所述换向阀通过空气/烟气管线与燃气烧嘴连接，所述燃气管线一端连接到所述燃气烧嘴。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体为陶瓷蜂窝体材料，每层的蓄热体为4-8层的辐射管提供作为加热源的所述烟气。根据本专利技术的实施例，所述换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，以使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气。根据本专利技术的实施例，所述时间间隔为20-150秒。根据本专利技术的实施例，燃气和空气在所述燃气烧嘴中燃烧，产生600-1000℃的高温烟气；所述烟气经所述辐射管后，温度下降至500-700℃。根据本专利技术的实施例，经过所述辐射管后的所述烟气，将所述蓄热体加热到500-650℃，并且所述烟气的温度被降至200℃以下排出。根据本专利技术的实施例，所述反应器处理的原料为：0-6mm的粉状原料或8-100mm的块状原料。本专利技术的有益效果在于：1）利用蓄热式辐射管作为加热源，采取外热内热结合布置方式，使系统结构和热解工艺简单，提高了系统可靠性。2）多层布置的辐射管，调温方便、控温准确，有利于实现热解目标产物的调整。3）单蓄热体带多个辐射管，进一步简化了工艺。4）并采取模块化组合方式设计，处理规模可以大型化，提高系统热效率。5）原料粒径利用范围广，既能处理粉状原料，也能处理块状原料。附图说明图1为本专利技术蓄热式热解反应器的结构图。图2为本专利技术蓄热式热解反应器的工作示意图。其中，1、热解室；2、双蓄热式辐射管系统；3、热解气出气系统；310、热解气出口；320、热解气导出口；410、进料口；420、出料口；5、辐射管；6、蓄热体；7、燃气烧嘴；8、换向阀；910、空气管线；920、烟气管线；930、燃气管线；10、密闭通道。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种蓄热式热解反应器，图1为该蓄热式热解反应器的结构图，如图1所示，热解反应器包括热解室1、双蓄热式辐射管系统2、进料口410、出料口420和热解气出气系统3，其中：所述双蓄热式辐射管系统2包括：辐射管5、蓄热体6、燃气烧嘴7、空气管线910、烟气管线920、燃气管线930和换向阀8；所述热解气出气系统3包括：设置在所述热解室侧壁上的、位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口310、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口320，所述管路的下端与所述热解气导出口连接。由此，高效、便捷地将热解室产生的热解气进行传输和收集。下面进一步描述，本专利技术中双蓄热式辐射管系统的具体结构。根据本专利技术的具体实施例，如图1所示，辐射管5沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室1内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接。由此，利用蓄热式辐射管作为加热源，辐射管温度均匀，排烟温度低，能量利用率高，使系统结构和热解工艺简单，并且，多层布置的辐射管，调温方便、控温准确，能够实现理想的热解温度控制和灵活调整，有利于实现热解目标产物的调整。根据本专利技术的具体实施例，所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气。所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道10，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过所述热解室侧壁直接加热所述热解室。由此，实现了外热和内热结合的高效率的布置方式来加热热解室，提高了蓄热式热解反应器的效率及可靠性。根据本专利技术的具体实施例，所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式热解反应器，其特征在于，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中：所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀；所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上的、位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中：所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过所述热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接。

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式热解反应器，其特征在于，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中：所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀；所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上的、位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中：所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过所述热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述蓄热式热解反应器为立式炉结构。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，陈水渺，肖磊，薛逊，王东方，姜朝兴，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11